(57)【要約】【課題】従来のバリアタイプのフィルタより遙かに明るいパララックスバリアフィルタを提供する。【解決手段】５視差タイプのパララックスバリアフィルタ１０に開口部１２が斜めに並んで等間隔に多数形成される。開口部１２は、相互に同一形状且つ相互に同一面積の長方形とされ、開口部高さがサブピクセル高さの8/7倍とされる開口部高さHt = 8/7Hsp の条件において、開口部幅をサブピクセル幅の２〜２．５倍としている。横方向Ｘに沿った複数の開口部１２のピッチをＰtとし、縦方向Ｙに隣り合った開口部１２間のずれ量をＤtrとしたときに、隣り合った開口部１２間の位置関係が、Ｐt＝5・Wsp，Ｄtr＝(5/7)・Wspの式に基づく関係になっている。【選択図】図２
2011058967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サブピクセルの組み合わせにより画素が形成されるディスプレイの映像を、複数の開口部を通過させて立体表示させる５視差タイプのパララックスバリアフィルタであって、
開口部高さをサブピクセル高さの8/7倍とし、
サブピクセル幅をWspとし、開口部幅をWtとし、横方向に沿った複数の開口部のピッチをＰtとし、縦方向Ｙに隣り合った開口部間のずれ量をＤtrとしたときに、
2・Wsp ≦Wt ≦ 2.5・Wsp,  Ｐt＝5・Wsp，  Ｄtr＝(5/7)・Wsp
の各式により求まる開口部の形状及び隣り合った開口部間の位置関係を有することを特徴とするパララックスバリアフィルタ。
【請求項２】
開口部幅Wtが、
Wt＝(15/7)・Wsp
とされることを特徴とする請求項１記載のパララックスバリアフィルタ。
【請求項３】
サブピクセルの組み合わせにより画素が形成されるディスプレイの映像を、複数の開口部を通過させて立体表示させる８視差タイプのパララックスバリアフィルタであって、
開口部高さをサブピクセル高さの8/7倍とし、
サブピクセル幅をWspとし、開口部幅をWtとし、横方向に沿った複数の開口部のピッチをＰtとし、縦方向Ｙに隣り合った開口部間のずれ量をＤtrとしたときに、
2・Wsp ≦Wt ≦ 4.0・Wsp,  Ｐt＝8・Wsp，  Ｄtr＝(4/7)・Wsp
の各式により求まる開口部の形状及び隣り合った開口部間の位置関係を有することを特徴とするパララックスバリアフィルタ。
【請求項４】
開口部幅Wtが、
Wt＝(16/7)・Wsp
とされることを特徴とする請求項３記載のパララックスバリアフィルタ。
【請求項５】
サブピクセルの組み合わせにより画素が形成されて複数の視差画像を有するディスプレイの映像を、複数の開口部を通過させて立体表示させるパララックスバリアフィルタであって、
複数の内のｍ番目の視差の受け持つ透過形状をSview(m)とし、サブピクセル配列をSpijとしたときに、
ｍ番目の視差の画像の合成マトリックスvipij(m)が、
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の式で計算され、サブピクセルに各開口部の重なった部分の当該サブピクセルの全体に対する面積比が、合成マトリックスの各値になることを特徴とするパララックスバリアフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、従来のバリアタイプのフィルタより遙かに明るくなり得るパララックスバリアフィルタに関し、例えば液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の平面ディスプレイに適用可能なものである。
【背景技術】
【０００２】
めがねを掛けずに平面ディスプレイ上に映った映像を立体的に見せる裸眼立体ディスプレイが従来から存在している。現在までに知られている裸眼立体ディスプレイとして、図１３に示すようなレンチキラーレンズ１１０を平面ディスプレイ１１２の前に置くレンチキラーレンズ方式のものや、図１４に示すような黒色のマスクとされるパララックスバリアフィルタ１２０を平面ディスプレイ１２２の前に置くバリアタイプのものがある。そして、この内のバリアタイプは、製作コストが低いことや高い立体感が得られることから、このバリアタイプが従来の裸眼立体ディスプレイの主流となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２３９９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このバリアタイプでは、図１４に示すパララックスバリアフィルタ１２０により平面ディスプレイ１２２からの光を部分的に遮光する必要があるため、映像が暗くなる欠点があった。また、左右の目に本来見えるべき映像がそれぞれ反対側の目に届くことを意味する逆視を抑え且つ正しく立体映像を見られる範囲を広げて、高い立体感を得るためには、２視差のステレオ映像ではなく、３視差以上の視差映像を使用する必要がある。【０００５】
但し、３視差以上であってモアレを生じさせ難い視差数として、例えば５視差や８視差等の複数の視差映像が考えられる。このことから、これらの視差数を使用する多眼視タイプのフィルタを使う必要があるものの、これにより遮光量が増えてより一層暗くなる傾向にあった。【０００６】
例えば、従来のパララックスバリアフィルタを設計する際において、８視差タイプの場合には、フィルタの透過部分（開口部分）と不透明部分（マスク部分）との比が１：７とされる。このことから、パララックスバリアフィルタがないときに比べて、明るさは８分の１になってしまい、暗い映像しか得られなかった。【０００７】
ここで、従来から用いられているパララックスバリアフィルタを基にして、従来技術を以下に説明する。
まず、図１５に示す平面ディスプレイ１３２では、多数の画素が縦横にそれぞれ複数ずつ並んでマトリックス状に配置されている。但し、一つの画素を形成する１つのピクセルＰは、赤色の光を出すＲサブピクセルＳＰ１、緑色の光を出すＧサブピクセルＳＰ２及び、青色の光を出すＢサブピクセルＳＰ３である３つのサブピクセル（以下これらをまとめてＲＧＢサブピクセルと言うこともある）から構成されている。尚、平面ディスプレイ１３２の上部に表わされたＲは赤色光、Ｇは緑色光、Ｂは青色光をそれぞれその下側に位置する１列のサブピクセルから発光することを意味する。【０００８】
そして、図１５に示す従来のパララックスバリアフィルタ１３０では、フィルタの透過部分とされる開口部１３４の幅が、平面ディスプレイ１３２である液晶ディスプレイやプラズマディスプレイの一つのサブピクセルの幅に合わせて設計されている。例えば８視差タイプの場合には、横方向に沿った1列内において８サブピクセル毎にしか開口部１３４が配置されていなかった。【０００９】
また、図１５に示すように、これら複数の開口部１３４が存在する列の上下に隣り合っている列においても、同様に横方向に沿って８サブピクセル毎にしか開口部１３４が配置されていない。但し、隣り合った列間では全体的に一つのサブピクセル分だけずれて開口部１３４が配置されている。このことから、パララックスバリアフィルタ１３０の全体では、複数の開口部１３４が斜めに並んで配置されていることになる。【００１０】
以上の結果として、ある方向からこのパララックスバリアフィルタ１３０を通して映像を見た場合、同一列内においては８個おきのサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３が見えようになる。このことから、平面ディスプレイ１３２からの映像の明るさは、８分の１に落ちることになる。これに伴い、８枚の視差映像を横方向に１サブピクセルずつずらして８サブピクセル毎に置いた映像により、平面ディスプレイ１３２上の立体映像が形成されることにもなる。【００１１】
つまり、パララックスバリアフィルタ１３０の複数の開口部１３４は、図１５に示すように斜めに並んで配置されている。この為、これら８枚の視差映像のうちの１枚の視差映像は、横方向８サブピクセルおきであり且つ、斜めに１サブピクセルずつずらして配置されることになる。尚、図１５における平面ディスプレイ１３２上の１〜８の番号は視差の順番を表わす番号である。【００１２】
ここで、視差映像を合成して立体映像を作るためのマトリックスである合成マトリックスは、図１６に示すようになる。但し、この図１６では８視差を構成するＭ1〜Ｍ8のうちのＭ1〜Ｍ4の４視差分のみを示している。尚、図１６において、１が透過部分（開口部分）であり、０が不透明部分（マスク部分）である。また、下記の数１の式に示すように、視差映像を合成した立体映像Ｐijは、これらの８つの合成マトリックスMk(i,j)と８視差分の映像のサブピクセルPk(i,j)の積和よって、生成される。尚、(i,j) は、合成マトリックス等における横方向のｉ番目で縦方向のｊ番目の箇所を意味する。【００１３】
【数１】
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【００１４】
但し、実際には数１の式の替りにビットＡＮＤ演算と加算またはビットＯＲ演算によって、立体映像は生成される。なおここで、平面ディスプレイ１３２上において３つのサブピクセルとされるＲＧＢサブピクセルが正方形に形成されていると仮定した場合、パララックスバリアフィルタ１３０の複数の開口部１３４は、斜め右下方向の71.6度の角度に沿って並んで配置されることになる。【００１５】
また、この場合、横８サブピクセル×縦３ピクセルの計２４サブピクセル中に、各８視差映像のＲ，Ｇ，Ｂである赤色、緑色、青色が分散して配置されて、１つのユニットとなる。つまり、図１５に示すパララックスバリアフィルタ１３０の何れかの箇所においても、赤色、緑色、青色が各一つずつとされる３つのサブピクセルＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３分である一つの画素分の開口部１３４が、横2.67ピクセル（８サブピクセル分）×縦３ピクセルとされる２４サブピクセル内に存在する。このことから、この２４サブピクセルが立体映像の１つのユニットとなり、この１つのユニットがこの立体映像の解像度ということになる。【００１６】
以上の結果として、従来の８視差タイプのパララックスバリアフィルタでは、逆視が抑えられて高い立体感が得られるものの、解像度が８分の１に落ちるだけでなく、パララックスバリアフィルタがないときに比べて明るさが８分の１になってしまい、暗い映像となってしまっていた。尚、従来の５視差タイプのものでも、同様のことが言え、明るさが５分の１になってしまうことから、暗い映像となっていた。
以上より、本発明の主たる課題は、従来のバリアタイプのフィルタより遙かに明るくなり得るパララックスバリアフィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１に係るパララックスバリアフィルタは、サブピクセルの組み合わせにより画素が形成されるディスプレイの映像を、複数の開口部を通過させて立体表示させる５視差タイプのパララックスバリアフィルタであって、
開口部高さをサブピクセル高さの8/7倍とし、
サブピクセル幅をWspとし、開口部幅をWtとし、横方向に沿った複数の開口部のピッチをＰtとし、縦方向Ｙに隣り合った開口部間のずれ量をＤtrとしたときに、
2・Wsp ≦Wt ≦ 2.5・Wsp,  Ｐt＝5・Wsp，  Ｄtr＝(5/7)・Wsp
の各式により求まる開口部の形状及び隣り合った開口部間の位置関係を有することを特徴とする。
尚、「サブピクセル」は「ピクセル」を横方向Ｘに沿って分割したものであることから、パララックスバリアフィルタの縦方向Ｙに沿った「サブピクセル高さ」は、「ピクセル高さ」でもある。【００１８】
請求項１に係るパララックスバリアフィルタの作用を以下に説明する。
本請求項のパララックスバリアフィルタは、サブピクセルの組み合わせにより画素が形成されるディスプレイの映像を、複数の開口部を通過させて立体表示させる５視差タイプのパララックスバリアフィルタとなるが、開口部高さをサブピクセル高さの8/7倍とした条件では以下のようになる。【００１９】
つまり、開口部が上記の式で求まる形状を有し、開口部幅Wtの大きさがサブピクセル幅Wspの2倍から2.5倍の値となる。これに伴い、開口部幅が従来の５視差タイプのパララックスバリアフィルタと比較して2倍以上となることから、明るさが従来の２倍以上となって十分に明るい映像が得られるようになった。尚、従来と同一の明るさで良い場合には、ディスプレイの明るさを低減することが可能となるのに伴い、省エネルギー化が図れるようにもなる。【００２０】
但し、開口部幅が過度に大きくなった場合には、あまりに多くの視差映像が一つの開口部を通過して目に届くようになって映像の立体感が損なわれる。この為、マスク部分が開口部より小さくならないように、上限値を横方向に沿った複数の開口部のピッチＰtの半分の値であるサブピクセル幅Wsp の2.5倍とした。【００２１】
また、横方向に沿った複数の開口部のピッチＰt及び、縦方向に隣り合った開口部間のずれ量Ｄtrが上記の式により求まるものであれば、モアレも生じ難くなる。他方、開口部幅Wtを、具体的にサブピクセル幅の2.0倍やサブピクセル幅の15/7倍である2.143倍とすれば、より良好な立体映像が得られるようになる。【００２２】
請求項２に係るパララックスバリアフィルタの作用を以下に説明する。
本請求項に係るパララックスバリアフィルタは請求項１と同一の作用を奏する。但し、本請求項では、開口部幅Wtが、Wt＝(15/7)・Wspとされるという構成を有している。
つまり、本請求項によれば、光の透過率が一定で明るさの変化が発生しない条件となり、これに伴い画質が落ちず、上記のようにより良好な立体映像が得られるようになる。【００２３】
請求項３に係るパララックスバリアフィルタは、サブピクセルの組み合わせにより画素が形成されるディスプレイの映像を、複数の開口部を通過させて立体表示させる８視差タイプのパララックスバリアフィルタであって、
開口部高さをサブピクセル高さの8/7倍とし、
サブピクセル幅をWspとし、開口部幅をWtとし、横方向に沿った複数の開口部のピッチをＰtとし、縦方向Ｙに隣り合った開口部間のずれ量をＤtrとしたときに、
2・Wsp ≦Wt ≦ 4.0・Wsp,  Ｐt＝8・Wsp，  Ｄtr＝(4/7)・Wsp
の各式により求まる開口部の形状及び隣り合った開口部間の位置関係を有することを特徴とする。【００２４】
請求項３に係るパララックスバリアフィルタの作用を以下に説明する。
本請求項のパララックスバリアフィルタは、サブピクセルの組み合わせにより画素が形成されるディスプレイの映像を、複数の開口部を通過させて立体表示させる８視差タイプのパララックスバリアフィルタとなるが、開口部高さをサブピクセル高さの8/7倍とした条件では以下のようになる。【００２５】
つまり、開口部が上記の式で求まる形状を有し、開口部幅Wtの大きさがサブピクセル幅Wspの2倍から4.0倍の値となる。これに伴い、開口部幅が従来の８視差タイプのパララックスバリアフィルタと比較して2倍以上となることから、明るさが従来の２倍以上となって十分に明るい映像が得られるようになった。尚、従来と同一の明るさで良い場合には、ディスプレイの明るさを低減することが可能となるのに伴い、省エネルギー化が図れるようにもなる。【００２６】
但し、開口部幅が過度に大きくなった場合には、あまりに多くの視差映像が一つの開口部を通過して目に届くことになって映像の立体感が損なわれる。この為、マスク部分が開口部より小さくならないように、上限値を横方向に沿った複数の開口部のピッチＰtの半分の値であるサブピクセル幅Wsp の4.0倍とした。【００２７】
また、横方向に沿った複数の開口部のピッチＰt及び、縦方向に隣り合った開口部間のずれ量Ｄtrが上記の式により求まるものであれば、モアレも生じ難くなる。他方、開口部幅Wtを、具体的にサブピクセル幅の2.0倍やサブピクセル幅の16/7倍である2.286倍とすれば、より良好な立体映像が得られるようになる。【００２８】
請求項４に係るパララックスバリアフィルタの作用を以下に説明する。
本請求項に係るパララックスバリアフィルタは請求項３と同一の作用を奏する。但し、本請求項では、開口部幅Wtが、Wt＝(16/7)・Wspとされるという構成を有している。
つまり、本請求項によれば、光の透過率が一定で明るさの変化が発生しない条件となり、これに伴い画質が落ちず、上記のようにより良好な立体映像が得られるようになる。【００２９】
請求項５に係るパララックスバリアフィルタは、サブピクセルの組み合わせにより画素が形成されて複数の視差画像を有するディスプレイの映像を、複数の開口部を通過させて立体表示させるパララックスバリアフィルタであって、
複数の内のｍ番目の視差の受け持つ透過形状をSview(m)とし、サブピクセル配列をSpijとしたときに、
ｍ番目の視差の画像の合成マトリックスvipij(m)が、
【数２】
2011058967.tif 000004
の式で計算され、サブピクセルに各開口部の重なった部分の当該サブピクセルの全体に対する面積比が、合成マトリックスの各値になることを特徴とする。【００３０】
請求項５に係るパララックスバリアフィルタの作用を以下に説明する。
本請求項のパララックスバリアフィルタは、サブピクセルの組み合わせにより画素が形成されて複数の視差画像を有するディスプレイの映像を複数の開口部が通過させて立体表示させるようになる。【００３１】
つまり、５視差タイプや８視差タイプのパララックスバリアフィルタであっても、本請求項では、５視差や８視差の内のｍ番目とされる視差の画像の合成マトリックスvipij(m)が上記の式で計算され、サブピクセルに各開口部の重なった部分の当該サブピクセルの全体に対する面積比が、合成マトリックスを構成する各値になっている。
このことで、開口部を大きくしたパララックスバリアフィルタであっても、一定の開口部高さの条件の範囲であり且つ前述の形状や位置関係であれば、上記数２の計算式で求めた合成マトリックスを有することにより、１サブピクセル幅の開口部を有した従来のものと遜色のない立体感が得られるようになる。
【発明の効果】
【００３２】
以上のとおり本発明によれば、従来のバリアタイプのフィルタより遙かに明るくなり得るパララックスバリアフィルタが得られるという優れた効果を奏するようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るパララックスバリアフィルタの第１の実施の形態が用いられる平面ディスプレイの要部を示す斜視説明図である。
【図２】第１の実施の形態に係る５視差タイプのパララックスバリアフィルタを平面ディスプレイに重ねた状態の平面図である。
【図３】本発明に係るパララックスバリアフィルタの第２の実施の形態が用いられる平面ディスプレイの要部を示す斜視説明図である。
【図４】第３の実施の形態に係る５視差タイプのパララックスバリアフィルタを平面ディスプレイに重ねた状態の平面図である。
【図５】比較として用いた第１の実施の形態に係る５視差タイプのパララックスバリアフィルタを平面ディスプレイに重ねた状態の平面図であって、縦ラインを示した図である。
【図６】パララックスバリアフィルタの横方向に沿った光の透過率の変化を示すグラフを表わす図であって、（Ａ）は第１の実施の形態に係るものであり、（Ｂ）は第３の実施の形態に係るものである。
【図７】各実施の形態に係るパララックスバリアフィルタの全体的な開口部の配列パターンを示す平面図であって、（Ａ）は５視差タイプのパララックスバリアフィルタの配列パターン図であり、（Ｂ）は８視差タイプのパララックスバリアフィルタの配列パターン図である。
【図８】第１の実施の形態に係る５視差タイプのパララックスバリアフィルタにおける仮想開口部の配置を示す説明図である。
【図９】第３の実施の形態に係る５視差タイプのパララックスバリアフィルタにおける仮想開口部の配置を示す説明図である。
【図１０】Wt = 2.0・Wspの条件における５視差タイプの合成マトリックスを示す図である。
【図１１】Wt = 2.0・Wspの条件における５視差タイプの他の合成マトリックスを示す図である。
【図１２】Wt = 2.0・Wspの条件における８視差タイプの合成マトリックスを示す図である。
【図１３】従来のレンチキラーレンズ方式を説明する説明図である。
【図１４】従来のバリアタイプを説明する説明図である。
【図１５】平面ディスプレイにおける多数の画素の配置とパララックスバリアフィルタの開口部の配置との関係を説明する説明図である。
【図１６】従来の８視差用のバリアタイプのパララックスバリアフィルタの合成マトリックスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
次に、本発明に係るパララックスバリアフィルタの第１の実施の形態を、図１及び図２を参照しつつ説明する。
本実施の形態に係る５視差タイプのパララックスバリアフィルタ１０が用いられる図１に示す平面ディスプレイ１４では、サブピクセル１６の各列において、５枚の視差映像を横方向Ｘに沿って１サブピクセル毎にずらして配置することで、５サブピクセル毎に同一の視差映像を置くことになる。
【００３５】
そして、上下方向とされる縦方向Ｙに隣り合う列でも、同様に１サブピクセル毎にずらして５枚の視差映像が配置されている。但し、縦方向Ｙに隣り合う列間では、同一の視差映像が、例えば左上側から右下側に向かって、斜めに１サブピクセルずつずらして配置されることになる。尚、図１における番号は視差の番号である。つまり、以上のように５枚の視差映像が平面ディスプレイ１４内に配置されるのに伴って、この平面ディスプレイ１４上に立体映像が形成されていることになる。
【００３６】
さらに、本実施の形態に係る５視差タイプのパララックスバリアフィルタ１０には、図２に示すような大きさの開口部１２が、等間隔に多数形成されている。ここで、本実施の形態のパララックスバリアフィルタ１０におけるこれら複数の開口部１２は、図２に示すように斜めに並んで配置されている。そして、これら開口部１２は、相互に同一形状且つ相互に同一面積の長方形とされているものの、具体的な形状や位置関係は下記のようになっている。
【００３７】
つまり、サブピクセル高さをHspとし、サブピクセル幅をWspとし（通常はWsp = 1/3 Hsp の関係となる）、開口部高さをHtとし、開口部幅をWtとしたときに、本実施の形態の５視差タイプのパララックスバリアフィルタ１０では、まず、モアレが生じないような開口部高さがサブピクセル高さの8/7倍とされる開口部高さHt = 8/7Hsp の条件を採用した。
【００３８】
そして、開口部幅Wtの大きさをサブピクセル幅Wspの2倍から2.5倍の値の範囲とすることが考えられる。但し、本実施の形態では、最適な値と考えられる開口部幅を下記の式のようにサブピクセル幅の２倍としている。
Wt = 2.0・Wsp
【００３９】
また、このパララックスバリアフィルタ１０における横方向Ｘに沿った複数の開口部１２のピッチをＰtとし、同じく縦方向Ｙに隣り合った開口部１２間のずれ量をＤtrとしたときに、隣り合った開口部１２間の位置関係が下記の式に基づく関係になっている。
Ｐt＝5・Wsp，  Ｄtr＝(5/7)・Wsp
【００４０】
次に、本発明に係るパララックスバリアフィルタの第２の実施の形態を、図３を参照しつつ説明する。尚、第１の実施の形態で用いた記号と同一の記号はその説明を省略する。
図３に示すように、本実施の形態に係る８視差タイプのパララックスバリアフィルタが用いられる平面ディスプレイ２４では、サブピクセル２６の各列において、８枚の視差映像を横方向Ｘに沿って１サブピクセル毎にずらして配置することで、８サブピクセル毎に同一の視差映像を置くことになる。
【００４１】
そして、上下方向とされる縦方向Ｙに隣り合う列でも、同様に１サブピクセル毎にずらして８枚の視差映像が配置されている。但し、本実施の形態でも、縦方向Ｙに隣り合う列間では、同一の視差映像が、例えば左上側から右下側に向かって、斜めに１サブピクセルずつずらして配置されることになる。尚、図３における番号は視差の番号である。つまり、以上のように８枚の視差映像が平面ディスプレイ２４内に配置されるのに伴って、この平面ディスプレイ２４上に立体映像が形成されていることになる。
【００４２】
さらに、本実施の形態に係る８視差タイプのパララックスバリアフィルタでも、図２に示すものと同様な大きさの開口部１２が、等間隔に多数形成されている。また、本実施の形態のパララックスバリアフィルタにおけるこれら複数の開口部１２も、図２に示すように斜めに並んで配置されている。そして、これら開口部１２は、相互に同一形状且つ相互に同一面積の長方形とされているものの、具体的な形状や位置関係は下記のようになっている。
【００４３】
つまり、第１の実施の形態と同様に、モアレが生じないような開口部高さがサブピクセル高さの8/7倍とされる開口部高さHt = 8/7Hsp の条件が採用されている。そして、開口部幅Wtの大きさをサブピクセル幅Wspの2倍から4.0倍の値の範囲とすることが考えられる。但し、本実施の形態に係る８視差タイプのパララックスバリアフィルタでも、最適な値と考えられる開口部幅を下記の式のようにサブピクセル幅の２倍としている。
Wt = 2.0・Wsp
但し、本実施の形態では、隣り合った開口部１２間の位置関係が下記の式に基づく関係になっている。
Ｐt＝8・Wsp，  Ｄtr＝(4/7)・Wsp
【００４４】
次に、本発明に係るパララックスバリアフィルタの第３の実施の形態を、図４を参照しつつ説明する。尚、第１の実施の形態で用いた記号と同一の記号はその説明を省略する。
本実施の形態に係る５視差タイプのパララックスバリアフィルタ３０でも、第1の実施の形態と同様の平面ディスプレイが用いられている。この為、平面ディスプレイに関する同様の記載を省略する。
【００４５】
さらに、本実施の形態の５視差タイプのパララックスバリアフィルタ３０には、図４に示すような大きさの開口部３２が、等間隔に多数形成されている。本実施の形態のパララックスバリアフィルタにおけるこれら複数の開口部３２も、図４に示すように斜めに並んで配置されている。そして、これら開口部３２は、相互に同一形状且つ相互に同一面積の長方形とされているものの、具体的な形状や位置関係は下記のようになっている。
【００４６】
本実施の形態の５視差タイプのパララックスバリアフィルタ３０でも、モアレが生じないような開口部高さがサブピクセル高さの8/7倍とされる開口部高さHt = 8/7Hsp の条件を採用した。そして、開口部幅Wtの大きさをサブピクセル幅Wspの2倍から2.5倍の値の範囲とすることが考えられるが、本実施の形態では、最適な値と考えられる開口部幅を下記の式のようにサブピクセル幅の 15/7倍としている。
Wt = (15/7)・Wsp
また、隣り合った開口部３２間の位置関係が、第１の実施の形態と同様に下記の式に基づく関係になっている。
Ｐt＝5・Wsp，  Ｄtr＝(5/7)・Wsp
【００４７】
これは、第１の実施の形態の５視差タイプのパララックスバリアフィルタ１０の全体を横方向Ｘに沿って見ていった場合において、明るくなった暗くなったりすることへの対策である。第１の実施の形態において縦方向Ｙに沿って例えば８サブピクセル単位で見た場合、図５に示すように縦ラインＬ２が横切る開口部１２の数が３つとなることから、一般的に３サブピクセル分の明るさが得られることになる。これに対して、同じく図５に示す縦ラインＬ１の位置で横切る開口部１２の数は、２つとなることから、２サブピクセル分の明るさが得られることになる。
【００４８】
このことから、図６（Ａ）に示すグラフのように、縦方向Ｙに沿った明るさは、通常下記の式から、本来の光量に対して3/7（0.428）となる。
3×(1/8)・(8/7)＝3/7
但し、縦ラインＬ１が横切る部分では、下記の式から、本来の光量と比較して少なく、2/7（0.285）となる。
2×(1/8)・(8/7)＝2/7
尚この式で、(1/8)とは、８サブピクセル中における一つのサブピクセル当りの光量であり、(8/7)とは、一つの開口部１２当りの縦方向Ｙに沿った開口量である。また、この図６（Ａ）は、光の透過率を縦軸とし、パララックスバリアフィルタ１０の横方向位置を横軸としたグラフである。
【００４９】
ここで、縦方向Ｙに隣り合った開口部１２間のずれ量がDtr=(5/7)Wspであることから、光の透過率が低い領域の幅は、下記の式から1/7・Wspとなることが分かり、この領域部分で暗くなって明るさのむらが生じる。
3×(5/7)・Wsp−2Wsp＝1/7・Wsp
そして、この明るさのむらが画質を落とすことになる。このため、図６（Ｂ）に示すグラフのように光の透過率が一定で明るさの変化が発生しない条件を有した本実施の形態のパララックスバリアフィルタ３０によれば、より画質の高い立体映像を得られることになる。尚、この図６（Ｂ）も、光の透過率を縦軸とし、パララックスバリアフィルタ３０の横方向位置を横軸としたグラフである。
【００５０】
すなわち、図５に示す縦ラインＬ１で考えた場合、この図５に示す左上端の開口部１２の右端側を延ばして、図４に示す本実施の形態のような開口部３２とすることにより、左上端の開口部３２においても光が透過することから、この欠点が解消される。従って、本実施の形態では、最適な値と考えられる開口部３２の幅を下記の式のようにサブピクセル幅の15/7倍（2.143倍）としている。
Wt = (15/7)・Wsp
以上のことから、このWtの値及びこのWtの値に近い条件で、もっとも質の高い立体映像が得られるようになる。
【００５１】
次に、本発明に係るパララックスバリアフィルタの第４の実施の形態を説明する。尚、第１の実施の形態で用いた記号と同一の記号はその説明を省略する。
本実施の形態に係る８視差タイプのパララックスバリアフィルタでも、第２の実施の形態と同様の平面ディスプレイが用いられている。この為、平面ディスプレイに関する同様の記載を省略する。
【００５２】
さらに、本実施の形態の８視差タイプのパララックスバリアフィルタには、図４に示すものと類似した大きさの開口部３２が、等間隔に多数形成されている。また、本実施の形態のパララックスバリアフィルタにおけるこれら複数の開口部３２は、図４と同様に斜めに並んで配置されている。そして、これら開口部３２は、相互に同一形状且つ相互に同一面積の長方形とされているものの、具体的な形状や位置関係は下記のようになっている。
【００５３】
本実施の形態の８視差タイプのパララックスバリアフィルタでも、モアレが生じないような開口部高さがサブピクセル高さの8/7倍とされる開口部高さHt = 8/7Hsp の条件が採用されている。そして、開口部幅Wtの大きさをサブピクセル幅Wspの2倍から4.0倍の値の範囲とすることが考えられるが、本実施の形態では、最適な値と考えられる開口部幅を下記の式のようにサブピクセル幅の 16/7倍としている。
Wt = (16/7)・Wsp
また、隣り合った開口部３２間の位置関係が、第２の実施の形態と同様に下記の式に基づく関係になっている。
Ｐt＝8・Wsp，  Ｄtr＝(4/7)・Wsp
【００５４】
これは、第２の実施の形態の８視差タイプのパララックスバリアフィルタの全体を横方向Ｘに沿って見ていった場合において、明るくなった暗くなったりすることへの対策である。第２の実施の形態において縦方向Ｙに沿って例えば８サブピクセル単位で見た場合、縦ラインＬ２が横切る開口部１２の数が４つとなることから、一般的に４サブピクセル分の明るさが得られることになる。これに対して、同じく縦ラインＬ１の位置で横切る開口部１２の数は、３つとなることから、３サブピクセル分の明るさが得られることになる。
つまり、縦方向Ｙに隣り合った開口部１２間のずれ量がDtr=(4/7)Wspであることから、前述の場合と異なり、上記の各値となる。
【００５５】
ここで、本実施の形態では、光の透過率が低い領域の幅は、下記の式から2/7・Wspとなることが分かり、この領域部分で暗くなって明るさのむらが生じる。
4×(4/7)・Wsp−2Wsp＝2/7・Wsp
そして、この明るさのむらが画質を落とすことになる。このため、光の透過率が一定で明るさの変化が発生しない条件を有した本実施の形態のパララックスバリアフィルタによれば、より画質の高い立体映像を得られることになる。
【００５６】
すなわち、本実施の形態のような開口部３２とすることにより、前述と同様に左上端の開口部３２においても光が透過することから、この欠点が解消される。従って、本実施の形態では、最適な値と考えられる開口部３２の幅を下記の式のようにサブピクセル幅の16/7倍（2.286倍）としている。
Wt = (16/7)・Wsp
以上のことから、このWtの値及びこのWtの値に近い条件で、もっとも質の高い立体映像が得られるようになる。
【００５７】
尚、第１〜第４の実施の形態では、開口部高さがサブピクセル高さの8/7倍とされているものの、縦方向Ｙに沿った８ピクセル当たり開口部１２、３２の数は、従来より一つ減って７つとなるので、縦方向Ｙに沿った開口部１２、３２の長さの変化による明るさの変化は実質的にない。
【００５８】
次に、上記各実施の形態に係るパララックスバリアフィルタ１０、３０の作用を説明する。
上記各実施の形態のパララックスバリアフィルタでは、サブピクセル１６、２６の組み合わせにより画素が形成される平面ディスプレイ１４、２４の映像を、複数の開口部１２、３２を通過させて立体表示させる５視差タイプや８視差タイプのパララックスバリアフィルタ１０、３０となる。そして、第１〜第４の各実施の形態では、開口部高さをサブピクセル高さの8/7倍とする条件を採用しており、この条件に伴って、開口部１２、３２の形状及び位置関係は以下のようになる。
【００５９】
但し、第１、第２の実施の形態では、開口部１２が上記の式で求まる形状を有することから、開口部幅がサブピクセル幅の２倍となって、開口部幅が従来の５視差タイプや８視差タイプのパララックスバリアフィルタと比較して2倍となる。これに伴って、明るさが従来の２倍となって明るい映像が得られるようになった。
【００６０】
また、横方向Ｘに沿った複数の開口部のピッチＰt及び、縦方向Ｙに隣り合った開口部間のずれ量Ｄtrが上記の式により求まるものであれば、モアレもより一層生じ難くなる。そして、開口部幅がサブピクセル幅に等しいWt = Wspとされる従来のものと比較して、チャンネルセパレーションが少し悪くなるものの、従来のものとそん色のない立体感が得られた。
【００６１】
さらに、同様の５視差タイプや８視差タイプのパララックスバリアフィルタである第３、第４の実施の形態では、以下のようになる。
つまり、第３の実施の形態に係る５視差タイプのパララックスバリアフィルタ３０では、開口部３２が上記の式で求まる形状を有することから、開口部幅がサブピクセル幅の15/7倍である2.143倍となって、開口部幅が従来の５視差タイプのパララックスバリアフィルタと比較して2.143倍となる。これに伴って、明るさが従来の2.143倍となって明るい映像が得られるようになった。また、横方向Ｘに沿った複数の開口部のピッチＰt及び、縦方向Ｙに隣り合った開口部間のずれ量Ｄtrが上記の式により求まるものであれば、モアレもより一層生じ難くなる。
【００６２】
他方、第４の実施の形態に係る８視差タイプのパララックスバリアフィルタでは、開口部が上記の式で求まる形状を有することから、開口部幅がサブピクセル幅の16/7倍である2.286倍となって、開口部幅が従来の８視差タイプのパララックスバリアフィルタと比較して2.286倍となる。これに伴って、明るさが従来の2.286倍となって明るい映像が得られるようになった。また、横方向Ｘに沿った複数の開口部のピッチＰt及び、縦方向Ｙに隣り合った開口部間のずれ量Ｄtrが上記の式により求まるものであれば、モアレもより一層生じ難くなる。
【００６３】
そして、第３、第４の実施の形態においては、画面全面でフィルタの透過率が均一であり、Wt = 2.0・Wspとされる第１、第２の実施の形態の場合よりもチャンネルセパレーションが少し悪くなるものの、十分な立体感が得られた。
【００６４】
この一方、第１、第３の実施の形態に係る５視差タイプのパララックスバリアフィルタ１０、３０において、前述のように開口部幅Wtの大きさをサブピクセル幅Wspの2倍以上とすれば、明るさが従来の２倍以上となって十分に明るい映像が得られる。しかし、開口部幅を過度に大きくした場合には、あまりに多くの視差映像が一つの開口部を通過して目に届くようになって映像の立体感が損なわれる。この為、マスク部分が開口部より小さくならないように、上限値を横方向に沿った複数の開口部のピッチＰtの半分の値であるサブピクセル幅Wsp の2.5倍とすることが考えられる。
【００６５】
つまり、開口部幅Wtの値は、下記の式のようにサブピクセル幅Wspの2.0倍から2.5倍が適切な範囲と言え、第１、第３の実施の形態のパララックスバリアフィルタにおいてもこの範囲内の大きさが採用されている。
2.0・Wsp ≦Wt ≦ 2.5・Wsp
【００６６】
さらに、第２、第４の実施の形態に係る８視差タイプのパララックスバリアフィルタおいて、前述のように開口部幅Wtの大きさをサブピクセル幅Wspの2倍以上とすれば、明るさが従来の２倍以上となって十分に明るい映像が得られる。しかし、開口部幅を過度に大きくした場合には、あまりに多くの視差映像が一つの開口部を通過して目に届くようになって映像の立体感が損なわれる。この為、上記と同様に上限値を横方向に沿った複数の開口部のピッチＰtの半分の値であるサブピクセル幅Wsp の4.0倍とすることが考えられる。
【００６７】
つまり、開口部幅Wtの値は、下記の式のようにサブピクセル幅Wspの2.0倍から4.0倍が適切な範囲と言え、第２、第４の実施の形態のパララックスバリアフィルタにおいてもこの範囲内の大きさが採用されている。
2.0・Wsp ≦Wt ≦ 4.0・Wsp,
【００６８】
尚、上記のようにして得られた５視差タイプや８視差タイプのパララックスバリアフィルタの全体的な開口部の配置を図７に示す。但し、５視差タイプのパララックスバリアフィルタの平面図を図７（Ａ）に示し、８視差タイプのパララックスバリアフィルタの平面図を図７（Ｂ）に示す。尚、図における黒い部分がマスク部分であり、白い部分が光が透過する開口部である。
【００６９】
以上のことから、従来よりも明るい立体映像を得るためには、上記各実施の形態に係るパララックスバリアフィルタのように、開口部幅を従来のものと比較して2.0倍、2.143倍或いは2.286倍とすることによって、パララックスバリアフィルタの不透明部分であるマスク部分の面積に対する開口部の面積の比を大きくする必要があることが分かる。
【００７０】
しかし、開口部の大きさを１サブピクセルより大きくすると、映像がはっきり別れずに２つ以上の視差映像が合成されたものが、それぞれの目に入ってしまう映像のクロストークが生じ、立体感が損なわれてしまうおそれがある。尚、チャンネルセパレーションは、映像のクロストークと同様の意味であり、映像のクロストークが少ない場合にはチャンネルセパレーションも良くなる。
【００７１】
従って、上記各実施の形態に係るパララックスバリアフィルタのように開口部を１サブピクセルより単に大きくしただけでは、映像のクロストークが生じて立体感が損なわれてしまうおそれがある。このことから、上記のように開口部の形状及び隣り合った開口部間の位置関係の変更に伴って、合成マトリックスを変更する必要が生じるようになる。
【００７２】
以上より、サブピクセルの組み合わせにより画素が形成されて複数の視差画像を平面ディスプレイが有している。但し、この平面ディスプレイの映像を複数の開口部を通過させて立体表示させる上記４つの実施の形態で表わした４種類のパララックスバリアフィルタについての最適な合成マトリックスを計算により、以下に求めることにする。
【００７３】
ここで、複数の内のｍ番目のView(視差画像)の合成マトリックスvipij(m)は、下記の数３の計算式で計算される。尚、Sview(m)は、複数の内のｍ番目の視差の受け持つ透過形状であるマスク形状であり、Spijは、サブピクセル配列である。但し、合成マトリックスの横方向各一列におけるvipij(m)の総和は、それぞれ１となる。
【００７４】
【数３】
2011058967.tif 000005
【００７５】
そして、サブピクセルに各開口部の重なった部分の当該サブピクセルの全体に対する面積比が、合成マトリックスvipij(m)を構成する各値になる。但し、５視差タイプの合成マトリックスは５×８のマトリックスになり、８視差タイプの合成マトリックスは８×１６のマトリックスになる。
【００７６】
他方、この際に例えば合成マトリックスの横方向各一列におけるvipij(m)の総和をそれぞれ１とするべく、第１の実施の形態に係る５視差タイプのパララックスバリアフィルタおいては、図８に示すように、Wt = 2.0・Wspとされる各開口部幅の中心位置であって幅が1.0・Wspの大きさとなる領域に、二点差線Ｌで示す仮想開口部１２Ａを想定する。そして、この仮想開口部１２Ａのみを通過する映像に基づき、上記数３の合成マトリックスvipij(m)を計算することにする。
【００７７】
さらに、第３の実施の形態に係る５視差タイプのパララックスバリアフィルタおいては、図９に示すように、Wt = (15/7)・Wsp とされる各開口部幅の中心位置であって幅が1.0・Wspの大きさとなる領域に、二点差線Ｌで示す仮想開口部３２Ａを想定する。そして、この仮想開口部３２Ａのみを通過する映像に基づき、同様に上記数３の合成マトリックスvipij(m)を計算することにする。
【００７８】
尚、第２、第４の実施の形態に係る８視差タイプのパララックスバリアフィルタおいても、上記と同様なことが言える。また、これら図８及び図９において、Ｒ、Ｇ、Ｂの各文字は、赤色の光を出すサブピクセル、緑色の光を出すサブピクセル及び、青色の光を出すサブピクセルをそれぞれ表わす。
【００７９】
この一方、Wt = 2.0・Wspの条件における５視差タイプの合成マトリックスの一例を図１０に示す。尚、この図１０に示す合成マトリックスは１番目の視差画像の合成マトリックスであり、２〜５番目の視差画像の合成マトリックスは、この図１０の合成マトリックスの値を従来技術の図１６と同様に右に順次シフトして循環することにより得られる。
【００８０】
また、５視差タイプの１番目の視差画像の合成マトリックスの他の一例であって、一行一列の値が1.0とされるものを図１１に示す。すなわち、これら図１０及び図１１に示す合成マトリックスは単なる例であり、他に種々の値から成る合成マトリックスであっても良い。このことは、ディスプレイのサブピクセルとパララックスバリアフィルタとの位置関係だけでなく、目の位置関係が影響する為であり、合成マトリックスは唯一のものではなく、多数存在する。
【００８１】
他方、Wt = 2.0・Wspの条件における８視差タイプの合成マトリックスを図１２に示す。この場合でも、この図１２に示す合成マトリックスは１番目の視差画像の合成マトリックスであり、２〜８番目の視差画像の合成マトリックスは、この図１２の合成マトリックスの値を従来技術の図１６と同様に右に順次シフトして循環することにより得られる。尚、図１０及び図１２において、０が不透明部分（マスク部分）であり、０以外の数値が透過部分（開口部分）となるが、数値が大きい程、透過部分の大きさが大きくなり、サブピクセルが全て開口された状態で、１となる。
【００８２】
以上より、開口部を大きくしたパララックスバリアフィルタであっても、一定の開口部高さの条件の範囲であり且つ前述の形状や位置関係であれば、上記数３の計算式で求めた合成マトリックスvipij(m) を有することになる。このことから、１サブピクセル幅の開口部を有した従来のものと遜色のない立体感が得られるパララックスバリアフィルタを製作できることが、５視差タイプおよび８視差タイプのパララックスバリアフィルタを例とした実験結果から判明した。
【００８３】
尚、上記第１〜第４の実施の形態では、モアレを発生させないために、開口部高さHt = 8/7 Hspとした。但し、モアレが発生しない程度に、精度の良いマスクが得られ且つ平面ディスプレイへの組み込みが精度良くできれば、開口部高さHt = Hspの条件でも同様の設計が可能となる。さらに、上記各実施の形態で用いられるパララックスバリアフィルタは、ガラス製の基板に開口部が描かれたフィルムを貼付けることで製造できるが、基板に開口部形状を直接描くようにしても良い。
【００８４】
他方、パララックスバリアフィルタの開口部の形状は、上記各実施の形態に記載された通りであるものの、実使用上において、パララックスバリアフィルタと平面ディスプレイとの間に数ミリメータから１０ミリメータ程度の隙間を設ける必要があることから、各数値に以下のような相違が生じることがある。
【００８５】
つまり、例えば図１４に示す平面ディスプレイ１２２のサブピクセルの大きさに対してパララックスバリアフィルタ１２０の開口部の大きさが若干異なるのと同じ理由で、最適視認位置とパララックスバリアフィルタとの間の距離及び、パララックスバリアフィルタと平面ディスプレイとの距離の関係から、パララックスバリアフィルタの開口部の大きさや位置関係を決定する開口部高さHt 、開口部幅Wt、横方向に沿った複数の開口部のピッチＰt、縦方向Ｙに隣り合った開口部間のずれ量Ｄtrを、若干小さく製造することも考えられる。
【００８６】
そして、上記各実施の形態の平面ディスプレイでは、同一の視差映像が左上側から右下側に向かって斜めに配置され、同じくパララックスバリアフィルタでは、開口部が左上側から右下側に向かって斜めに配置されているが、この逆にこれらを右上側から左下側に向かって斜めに配置しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明に係るパララックスバリアフィルタは、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の平面ディスプレイに適用して、裸眼で平面ディスプレイ上に映った映像を立体的に見せるものとしても利用可能なものである。
【符号の説明】
【００８８】
１０    パララックスバリアフィルタ
１２    開口部
１４    平面ディスプレイ
１６    サブピクセル
２４    平面ディスプレイ
２６    サブピクセル
３０    パララックスバリアフィルタ
３２    開口部
【図１】
2011058967.tif 000007
【図２】
2011058967.tif 000008
【図３】
2011058967.tif 000009
【図４】
2011058967.tif 000010
【図５】
2011058967.tif 000011
【図６】
2011058967.tif 000012
【図７】
2011058967.tif 000013
【図８】
2011058967.tif 000014
【図９】
2011058967.tif 000015
【図１０】
2011058967.tif 000016
【図１１】
2011058967.tif 000017
【図１２】
2011058967.tif 000018
【図１３】
2011058967.tif 000019
【図１４】
2011058967.tif 000020
【図１５】
2011058967.tif 000021
【図１６】
2011058967.tif 000022
【国際調査報告】
2011058967.tif 000023
2011058967.tif 000024